wlanTGahChannel

Пропустите сигнал через 802.11ah многолучевой канал с замираниями

развернуть все на странице

Описание

The wlanTGahChannel Система object™ фильтрует входной сигнал через 802.11ah™ (TGah) внутренний канал MIMO, как указано в [1], следуя подходу моделирования MIMO, описанному в [4].

Обработка с замираниями принимает те же параметры для всех N T-by N R ссылок канала TGah, где N T - количество передающих антенн, а N R - количество приемных антенн. Каждая ссылка содержит все мультипути для этой ссылки.

Чтобы фильтровать входной сигнал с помощью многолучевого канала TGah с замираниями:

  1. Создайте wlanTGahChannel Объекту и установите его свойства.

  2. Вызывайте объект с аргументами, как будто это функция.

Дополнительные сведения о работе системных объектов см. в разделе «Что такое системные объекты?».

Создание

Синтаксис

tgah = wlanTGahChannel
tgah = wlanTGahChannel(Name,Value)

Описание

пример

tgah = wlanTGahChannel создает канал TGah Системного объекта, tgah. Этот объект фильтрует действительный или комплексный входной сигнал через канал TGah, чтобы получить сигнал нарушения канала.

tgah = wlanTGahChannel(Name,Value) создает объект канала TGah, tgahи устанавливает свойства с помощью одной или нескольких пар "имя-значение". Заключайте каждое имя свойства в кавычки. Для примера, wlanTGahChannel('NumReceiveAntennas',4,'SampleRate',4e6) создает канал TGah с четырьмя приемными антеннами и частотой дискретизации 4 МГц.

Свойства

расширить все

Если не указано иное, свойства являются нетронутыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируются, когда вы вызываете их, и release функция разблокирует их.

Если свойство настраивается, можно изменить его значение в любой момент.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Использование Системных объектов.

Частота дискретизации входного сигнала в Гц, заданная как действительная положительная скалярная величина.

Типы данных: double

Модель профиля задержки, заданная как 'Model-A', 'Model-B', 'Model-C', 'Model-D', 'Model-E', или 'Model-F'.

Таблица суммирует свойства моделей перед коэффициентом сокращения полосы пропускания.

ПараметрМодель
ABCDEF
Расстояние по оси Х (м)555102030
Расширение задержки RMS (ns)0153050100150
Максимальная задержка (ns)0802003907301050
Коэффициент K Риса (дБ)000366
Количество ответвлений1914181818
Количество кластеров122346

Количество кластеров представляет количество независимо смоделированных путей распространения.

Типы данных: char | string

Пропускная способность канала, заданная как 'CBW1', 'CBW2', 'CBW4', 'CBW8', или 'CBW16'. Значение по умолчанию является 'CBW2', что соответствует пропускной способности канала 2 МГц.

Для пропускных способностей канала, больше 4 МГц, канал TGah применяет коэффициент уменьшения к многолучевому интервалу профиля задержки степени. Примененный коэффициент сокращения равен 2ceil(log2(BW/4)), где BW - ширина полосы пропускания канала в МГц. Для получения дополнительной информации смотрите Дополнение к модели канала TGac [3].

Типы данных: char | string

Частота несущей RF в Гц, заданная как положительная скалярная величина.

Типы данных: double

Скорость рассеивателей в км/ч, указывается как положительная скалярная величина.

Типы данных: double

Расстояние между передатчиком и приемником в метрах, заданное как положительная скалярная величина.

TransmitReceiveDistance используется для вычисления потерь пути и определения, имеет ли канал условие линии визирования (LOS) или нет линии визирования (NLOS). Потери пути и стандартное отклонение потерь с затенением зависят от разделения между передатчиком и приемником.

Типы данных: double

Нормализуйте коэффициент усиления пути, заданный в виде числа или логического 1 (true) или 0 (false). Чтобы нормализовать процессы замирания таким образом, чтобы общая степень усилений пути, усредненная с течением времени, составляла 0 дБ, задайте это свойство равным 1 (true). В противном случае установите это свойство на 0 (false).

Типы данных: logical

Индекс пользователя, заданный как неотрицательное целое число. UserIndex задает одного пользователя или конкретного пользователя в многопользовательском сценарии.

Для поддержки многопользовательского сценария применяется псевдослучайный угол прибытия (AoA) и поворот угла отправления (AoD). Значение 0 указывает сценарий симуляции, который не требует разнесения угла по пользователям и принимает AoAs и AoDs кластера, определенного TGn.

Типы данных: double

Направление передачи активной ссылки, заданное как 'Downlink' или 'Uplink'.

Типы данных: char | string

Количество передающих антенн, заданное как 1, 2, 3, или 4.

Типы данных: double

Расстояние между антенными элементами передачи, заданное как положительная скалярная величина, выраженное в длинах волн.

TransmitAntennaSpacing поддерживает только равномерные линейные массивы.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите NumTransmitAntennas свойство к значению больше 1.

Типы данных: double

Количество приемных антенн, заданное как 1, 2, 3, или 4.

Типы данных: double

Расстояние между антенными элементами приема, заданное как положительная скалярная величина, выраженное в длинах волн.

ReceiveAntennaSpacing поддерживает только равномерные линейные массивы.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите NumReceiveAntennas свойство к значению больше 1.

Типы данных: double

Масштабные эффекты затухания, применяемые в канале, заданы как 'None', 'Pathloss', 'Shadowing', или 'Pathloss and shadowing'.

Типы данных: char | string

Количество созданий между передатчиком и приемником, заданное в виде положительного целого числа. Используйте это свойство в нескольких сценариях уровня для расчета потерь на ослабление пола при вычислении потерь пути. Значение по умолчанию является 0, который представляет ссылке связи между передатчиком и приемником, расположенным на одном этаже.

Зависимости

The NumPenetratedFloors свойство применяется только тогда, когда DelayProfile является 'Model-A' или 'Model-B'.

Типы данных: double

Флуоресцентный эффект, заданный в виде числа или логического 1 (true) или 0 (false). Чтобы включить эффекты Допплера от флуоресцентной подсветки, установите это свойство равным 1 (true).

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите DelayProfile свойство к 'Model-D' или 'Model-E'.

Типы данных: logical

Частота линии степени в Гц, задается как '50Hz' или '60Hz'.

Частота линий степеней составляет 60 Гц в США и 50 Гц в Европе.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите FluorescentEffect свойство к 1 (true) и DelayProfile свойство к 'Model-D' или 'Model-E'.

Типы данных: char | string

Нормализуйте выходы канала по количеству приемных антенн, заданному в виде числа или логического 1 (true) или 0 (false).

Типы данных: logical

Включите фильтрацию канала, заданную в виде числа или логического 1 (true) или 0 (false). Чтобы включить фильтрацию канала, задайте для этого свойства 1 (true). Чтобы отключить фильтрацию каналов, задайте для этого свойства значение 0 (false).

Примечание

Если вы задаете это свойство равным 0 (false), step Функция объекта не принимает входной сигнал. В этом случае NumSamples и SampleRate свойства определяют длительность реализации процесса затухания.

Типы данных: logical

Количество выборок во временной области, используемых для получения выборок усиления пути, заданное в виде положительного целого числа.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите ChannelFiltering свойство к 0 (false).

Типы данных: double

Тип данных ослабленного сигнала, заданный как одно из следующих значений:

  • 'double' - Верните pathGains выход как матрица двойной точности

  • 'single' - Верните pathGains выход как матрица с одной точностью

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите ChannelFiltering свойство к 0 (false).

Типы данных: char | string

Источник потока случайных чисел, заданный как 'Global stream' или 'mt19937ar with seed'.

Если вы задаете это свойство равным 'Global stream'текущий глобальный поток случайных чисел генерирует нормально распределенные случайные числа. В этом случае reset функция сбрасывает фильтры и создает новую реализацию канала.

Если вы задаете это свойство равным 'mt19937ar with seed'алгоритм mt19937ar генерирует нормально распределенно-случайные числа. В этом случае reset функция также повторно инициализирует поток случайных чисел к значению Seed свойство.

Типы данных: char | string

Начальное начальное число потока случайных чисел mt19937ar, заданное как неотрицательное целое число. The Seed свойство повторно инициализирует поток случайных чисел mt19937ar в reset функция.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите RandomStream свойство к 'mt19937ar with seed'.

Типы данных: double

Включите выходные расчеты усиления пути, заданные как число или логическое 1 (true) или 0 (false).

Типы данных: logical

Использование

Синтаксис

y = tgah(x)
[y,pathGains] = tgah(x)
pathGains = tgah(x)

Описание

пример

y = tgah(x) фильтрует входной сигнал x через канал с замираниями TGah, заданный wlanTGahChannel Системный объект, tgah, и возвращает результат в y.

[y,pathGains] = tgah(x) также возвращается в pathGains канал TGah пути усиления базового процесса затухания.

Этот синтаксис применяется при установке PathGainsOutputPort свойство к 1 (true).

pathGains = tgah(x) возвращает коэффициент усиления пути. The NumSamples свойство определяет длительность процесса затухания.

Этот синтаксис применяется при установке ChannelFiltering свойство к 0 (false).

Входные параметры

расширить все

Входной сигнал, заданный как действительная или комплексная N S-by N T матрица, где:

  • N S - количество выборок.

  • N T является количеством передающих антенн и должно быть равно NumTransmitAntennas значение свойства.

Типы данных: single | double
Поддержка комплексного числа: Да

Выходные аргументы

расширить все

Выходной сигнал, возвращенный как N S-by N R комплексная матрица, где:

  • N S - количество выборок.

  • N R является количеством приемных антенн и равен NumReceiveAntennas значение свойства.

Типы данных: single | double

Усиления пути процесса затухания, возвращенные как N S-by N P-by N T-by N R комплексный массив, где:

  • N S - количество выборок.

  • N P - количество разрешимых путей, то есть количество путей, заданное для случая, заданного DelayProfile свойство.

  • N T является количеством передающих антенн и равен NumTransmitAntennas значение свойства.

  • N R является количеством приемных антенн и равен NumReceiveAntennas значение свойства.

Типы данных: double | single

Функции объекта

Чтобы использовать функцию объекта, задайте системный объект в качестве первого входного параметра. Например, чтобы освободить системные ресурсы системного объекта с именем obj, используйте следующий синтаксис:

release(obj)

расширить все

infoХарактеристическая информация о TGn, TGah, TGac и многолучевых каналах TGax с замираниями
stepЗапуск алгоритма системного объекта
releaseОтпустите ресурсы и допустите изменения в значениях свойств системного объекта и входных характеристиках
resetСброс внутренних состояний Системного объекта

Примечание

reset: Если RandomStream свойство Системного объекта установлено в 'Global stream', а reset функция сбрасывает только фильтры. Если вы задаете RandomStream на 'mt19937ar with seed', а reset функция также повторно инициализирует поток случайных чисел к значению Seed свойство.

Примеры

свернуть все

Открыть скрипт

Пропустите сигнал 802.11ah через канал TGah.

cfgS1G = wlanS1GConfig;
txWaveform = wlanWaveformGenerator([1;0;0;1],cfgS1G);

Создайте объект канала TGah и измените некоторые свойства по умолчанию. Задайте начальное значение, чтобы получить повторяемый выход канала. Создайте объект строения S1G и форму волны. Передайте S1G сигнал через канал, подав его как вход в объект канала TGah.

tgah = wlanTGahChannel;
tgah.LargeScaleFadingEffect = 'PathLoss and shadowing';
tgah.FloorSeparation = 2;
tgah.RandomStream = 'mt19937ar with seed';
tgah.Seed = 10;

channelOutput = tgah(txWaveform);

Подтвердите пропускную способность канала и установите соответствующую частоту дискретизации.

cfgS1G.ChannelBandwidth
fs = 2e6;

ans =

    'CBW2'

Постройте график спектра выходной формы волны канала.

saScope = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',fs,'YLimits',[-110 -30]);
saScope(channelOutput)

По спектру средняя степень выходного сигнала канала составляет приблизительно -50 дБм.

Открыть Live Script

Постройте график задержки для импульсной формы волны, прошедшей через канал TGah.

Создайте импульсную форму волны. Задержка импульса на 10 выборки, что эквивалентно 10 нс во времени.

txWaveform = zeros(100,1);
txWaveform(11) = 1;

Создайте объект канала TGah. Укажите seed для воспроизводимых результатов.

tgah = wlanTGahChannel;
tgah.RandomStream = 'mt19937ar with seed';
tgah.Seed = 10;

Установите частоту дискретизации так, чтобы дискретизация мультипутей была целочисленными множителями на целочисленную задержку дискретизации.

tgah.SampleRate = 1e9;

chOut = tgah(txWaveform);
plot((0:length(chOut)-1)*1/tgah.SampleRate,abs(chOut));
xlabel('Time[s]'); ylabel('abs(chOut)');
title('Channel Power Delay Profile: Model-B')

Figure contains an axes. The axes with title Channel Power Delay Profile: Model-B contains an object of type line.

Открыть скрипт

Создайте S1G сигнал, сгенерированный с помощью четырех передающих антенн и двух пространственных потоков.

cfg = wlanS1GConfig('NumTransmitAntennas',4,'NumSpaceTimeStreams',2, ...
    'SpatialMapping','Fourier');
txSig = wlanWaveformGenerator([1;0;0;1],cfg);

Создайте канал 4x2 MIMO TGah и отключите масштабные эффекты затухания.

tgahChan = wlanTGahChannel('SampleRate',1e6,'ChannelBandwidth','CBW1', ...
    'NumTransmitAntennas',4,'NumReceiveAntennas',2, ...
    'LargeScaleFadingEffect','None');

Передайте сигнал передачи через канал.

rxSig = tgahChan(txSig);

Отображение спектра двух принятых пространственно-временных потоков.

saScope = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',1e6, ...
    'ShowLegend',true, ...
    'ChannelNames',{'Stream 1','Stream 2'});
saScope(rxSig)

Алгоритмы

расширить все

Алгоритмы, используемые для моделирования канала TGah, основаны на тех, которые используются для канала TGn (как описано в wlanTGnChannel и модели канала TGn [2]) и канал TGac (как описано в wlanTGacChannel и Дополнение к модели канала TGac [3]). Полную информацию об изменениях, необходимых для поддержки каналов TGah, можно найти в модели канала TGah [1]. Изменения для поддержки канала TGah включают более низкие полосы пропускания, ослабление разделения пола, ослабление разделения стенки и потери пути и затенение.

Ссылки

[1] Порат Р., С. К. Йонг и К. Доплер. Модель канала TGah. IEEE 802.11-11/0968r4, март 2015.

[2] Erceg, V., L. Schumacher, P. Kyritsi, et al. Модели канала TGn. Версия 4. IEEE 802.11-03/940r4, май 2004.

[3] Breit, G., H. Sampath, S. Vermani, et al. Дополнение к модели канала TGac. Версия 12. IEEE 802.11-09/0308r12, март 2010.

[4] Кермоаль, Й. П., Л. Шумахер, К. И. Педерсен, П. Е. Могенсен, и Ф. Фредериксен. Stochastic MIMO Radio Channel Model with Experimental Validation (неопр.) (недоступная модель). Журнал IEEE по выбранным областям в коммуникациях. Том 20, № 6, август 2002, стр. 1211-1226.

Расширенные возможности

.

См. также

Объекты

Введенный в R2017a

Документация по WLAN Toolbox

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте